[發明專利]一種淺水域多功能水下機器人及其運作方法

有效

• 申請號: 202110081969.6
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112858614B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 宋海燕;陳繼濤;宋慧;劉培學;姜云春;秦富貞;牛海春
• 申請（專利權）人: 青島黃海學院
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G01S15/96;B63C11/48
• 代理公司: 青島潤集專利代理事務所(普通合伙) 37327
• 代理人: 趙以芳

本發明提供了一種淺水域多功能水下機器人及其運作方法，屬于水下作業技術領域，解決了現有技術中水產投喂精準度差，浪費飼料等問題。本淺水域多功能水下機器人包括水上部分和水下部分，水上部分包括控制塔，水下部分包括水下機器人，控制塔通過電纜連接水下機器人，水下機器人包括機身，機身上設置控制器、浮力機構、推進機構、平衡機構、水環境檢測機構，至少一個照明燈，至少一個攝像頭，至少一個聲吶探測器和飼料箱，控制器內設置信號接收模塊、信號發送模塊、信息存儲模塊、驅動控制模塊、執行控制模塊、計算模塊和判斷模塊。本發明模擬自然方式進行引導投喂，由此合理投放飼料量，減少浪費，降低養殖成本，避免過剩導致水體污染。

技術領域

本發明屬于水下作業技術領域，涉及一種淺海水產養殖，特別是一種淺水域多功能水下機器人及其運作方法。

背景技術

隨著國內海水養殖業的發展，養殖企業和個人迫切需要應用在水產養殖生產和科學研究的水下機器人，來對水下養殖水質及養植物生長的狀況進行實時監測。現有的水下機器人分為兩種，一種稱為ROV即遠程遙控潛水器，目前的ROV技術較為成熟，且已經形成了完整的產業，被廣泛應用在搶險、海底探測、海洋石油探勘和海底管道鋪設等方面；另一種水下機器人為有纜機器人，其通過電纜直連的方式控制水下機器人，由于其安全、高效和可持續性，適合用于靠岸淺海的水產養殖方面。

現有淺海養殖均是通過人工拋灑飼料進行水產投喂，該種投喂方式不僅占用大量勞動力，提高飼養成本，而且工作效率極低。另外對水產的投喂量也僅根據人為經驗進行投放，投喂過少則水產無法獲取足夠的營養而減少產量，投喂過量則一部分飼料浪費提高飼養成本，同時過剩的飼料會對水環境產生污染。再者水上投喂影響了魚類的自然進食方式，因無法掌握魚群游動規律，進而盲目投放不能做到對應魚群投喂，仍然造成部分飼料浪費。另外現有的觀察級水下機器人對水質的檢測不全面，并無法進行智能監控，影響水環境質量，導致水產減量。

發明內容

本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種智能探測魚群并引導適量投喂，且全方面水質監測的淺水域多功能水下機器人及其運作方法。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種淺水域多功能水下機器人，包括水上部分和水下部分，所述水上部分包括控制塔，所述水下部分包括水下機器人，所述控制塔通過電纜連接所述水下機器人，所述水下機器人包括機身，所述機身上設置控制器、浮力機構、推進機構、平衡機構、水環境檢測機構，至少一個照明燈，至少一個攝像頭，至少一個聲吶探測器和飼料箱，所述飼料箱內劃分成多個相分隔的儲料格子，每個儲料格子上設置一個排料口，所述排料口上設置電磁閥，所述控制器通過電路連接所述浮力機構、推進機構、平衡機構、水環境檢測機構、照明燈、攝像頭、聲吶探測器和全部電磁閥，所述控制器內設置信號接收模塊、信號發送模塊、信息存儲模塊、驅動控制模塊、執行控制模塊、計算模塊和判斷模塊。

本淺水域多功能水下機器人，一個控制塔可以同時帶動并操控多個水下機器人，通過控制塔對水下機器人進行電力提供及電控操作，以實現水上部分對水下部分的監控與管理。當常規操作時，通過水下機器人自身的控制器按照規定程序進行自動作業；當特殊情況時，需要通過控制塔手動操控水下機器人進行執行作業。

在上述的淺水域多功能水下機器人中，所述推進機構包括豎向推進器、橫向推進器和縱向推進器，所述機身的尾部固裝所述橫向推進器，所述機身的側部固裝所述縱向推進器，所述機身的底部固裝所述豎向推進器。通過縱向推進器實現前進的動力，通過橫向推進器實現橫向平移的動力，通過豎向推進器實現上升或懸浮的動力。推進機構屬于現有水下設備的動力裝置，故在此不進行詳細描述。

在上述的淺水域多功能水下機器人中，所述浮力機構包括水泵和至少一個浮體。水泵及浮體的結構與運作方式均屬于現有技術，在此不進行詳細闡述。